Определение числа циклов последовательной перекачки

Максимально возможное число циклов перекачки i-го нефтепродукта из условия материального баланса составляет

,(1.23)

где _i - доля i-го нефтепродукта, которая доходит до конечного пункта трубопровода, в связи с наличием путевых сбросов, _i  1;

- минимально возможный объем j-той партии i-го нефтепродукта из условия реализации образовавшейся смеси;

К - число партий i-го нефтепродукта в цикле.

Максимально возможное число циклов перекачки всех m нефтепродуктов в общем случае неодинаково. Чтобы сохранить принятую структуру (схему) цикла и обеспечить возможность реализации образовавшейся смеси принимают

. (1.24)

В этом случае продолжительность одного цикла составит

Т=Т_расч./Ц, (1.25)

а суммарный объем i-го нефтепродукта в цикле

, (1.26)

где Т_расч. - расчетная продолжительность работы НПП в течение года.

Определение необходимого объема резервуарной емкости

Рассмотрим движение i-го нефтепродукта через головную перекачивающую станцию. Расход поступления нефтепродукта от поставщика обозначим через q_i, а расход его закачки в трубопровод через Q_i. По технологии последовательной перекачки i-тый нефтепродукт должен накапливаться в резервуарах пока перекачиваются остальные m - 1. Следовательно, объем резервуарного парка для него должен быть равен , (1.27)

где  - коэффициент заполнения (использования емкости) резервуаров.

Время перекачки i-го нефтепродукта найдем из уравнения материального баланса , где первое слагаемое – полезный объем того нефтепродукта в резервуарах, второе – объем того нефтепродукта, принятого за время , третье – объем того нефтепродукта, закачиваемого за время в нефтепроддуктопровод. Решая данное уравнение относительно получим .

Подставляя данное выражение в (1.27) и решая его относительно V_i, после несложных преобразований получим .

Отсюда с учетом, что Т=Т_расч./Ц, а q_i  Т_расч.=V_{год i}, находим

, (1.28)

где V_{год i} - годовой объем поступления i-го нефтепродукта на ГПС,

.

Для определения общей требуемой емкости головной перекачивающей станции надо просуммировать требуемые объемы по каждому нефтепродукту. Кроме того, необходимо учесть неравномерность поступления нефтепродуктов в резервуары ГПС и откачки из них в трубопровод. С учетом вышесказанного вместимость резервуарного парка ГПС должна определяться по формуле

, (1.29)

где К_н - коэффициент неравномерности поступления нефтепродуктов в резервуары ГПС, К_н=1,3;

К_М - коэффициент неравномерности работы трубопровода, К_М = 1,1.

Найденная величина V_гпс не должна быть меньше 3-х суточного объема перекачки нефтепродуктов по трубопроводу.

По аналогии вместимость резервуарного парка на конечном пункте определяется по формуле

, (1.30)

где К_р - коэффициент неравномерности реализации нефтепродуктов, К_р = 1,5;

- соответственно годовой объем и средний расход i-го нефтепродукта, поступающего на конечный пункт;

- минимальный расход реализации i-го нефтепродукта на конечном пункте.

Расчет отвода от магистрали нефтепродуктопровода

Целью расчета является определение диаметра отвода.

Расчетная схема к данной задаче приведена на рис. 1.21.

Полагая геометрические размеры сети заданными, а режимы течения во всех участках одинаковыми, выразим величину напора в точке врезки отвода (т. Б):

- для участка АБ

; (1.31)

- для участка БВ

; (1.32)

- для участка БГ

. (1.33)

Обозначим соотношение расходов в МНПП до и после точки врезки отвода через 1/, т.е.

.

Отсюда q = Q  (1 - ). (1.34)

Решая совместно уравнения (1.31) и (1.33), получим

. (1.35)

Аналогично при совместном решении уравнений (1.31) и (1.32) получим

. (1.36)

Поскольку левые части (1.35) и (1.36) равны, то следовательно, равны и правые. Приравнивая их и освобождаясь от знака радикала, после ряда преобразований при допущении, что z_В + h_остВ  z_г + h_остГ находим

, (1.37)

где  - безразмерный комплекс, равный .

Зная величину , по формулам (1.35) или (1.36) находим расход на участке АБ, а затем по формуле (1.34) расход в отводе q.

Найденный расход q должен удовлетворять условию

. (1.38)

Критический (минимально допустимый) расход в отводе q_кр лимитируется условием начала расслоения потока и соответственно существенным увеличением объема смеси. Его находят по формуле

, (1.39)

где  - коэффициент, зависящий от режима течения, для турбулентного режима  = 1,2;

 - угол наклона трубопровода к горизонту;

_т, _л, _в - плотность соответственно тяжелого, легкого и вытесняющего нефтепродукта; наихудшему случаю соответствует вариант, когда _в = _л.

Минимально требуемый расход сброса q_треб. определяется из технических соображений, а именно: общая продолжительность сброса нефтепродуктов не должна превышать 30 % от времени их перекачки по МНПП, т.е.

, (1.40)

где V_сбр. - годовой объем сброса нефтепродукта на нефтебазу;

t - продолжительность перекачки по МНПП рассматриваемого

нефтепродукта.

Алгоритм решения задачи определения диаметра отвода следующий:

1. по известным расходу сброса q и проектной производительности магистральной части нефтепродуктопровода Q_П находится ориентировочная величина относительного сброса

φ₀=1-q/Q_П;

2. вычисляется безразмерный комплекс

;

3. находится гидравлический уклон в отводе при единичном расходе

;

4. вычисляется расчетный внутренний диаметр отвода

.

В ходе расчетов рассматривается два случая: m=0,123 и m=0.25. После выбора стандартного диаметра отвода в каждом случае проверяется правильность выбора m.